Orientarea optică a atomilor este efectul orientării spațiale cauzat de excitarea atomilor de către lumina polarizată circular. Descoperit de fizicianul francez Alfred Kastler , care a primit Premiul Nobel pentru cercetarea optică asupra atomilor.
Atomul trebuie să aibă stări cu impuls l = ±½ în sol și stări excitate. Datorită polarizării circulare, are loc o tranziție cu o modificare a momentului cu 1. Astfel, este posibilă o singură tranziție (l = -½ la l = +½), însoțită de o reorientare a momentului atomului de-a lungul axei z. La rândul său, relaxarea trece prin orice canal cu probabilitate egală. Există o ieșire a numărului de atomi cu un moment de -½ și o relaxare echiprobabilă în stări cu un moment de ±½. Starea -½ este epuizată de fluxul constant. Astfel, momentul atomilor devine orientat de-a lungul axei z. Un exemplu clasic este orientarea atomilor Cs.